湍球塔双碱法烟气脱硫冷态试验研究.pdf

湍球塔双碱法烟气脱硫

冷态试验研究

楚华‘，李爱民“，李润东“，魏励宏“
(1.西安航天化学动力厂，陕西西安710025;2.大连理工大学，辽宁大连116024;
3.沈阳航空工业学院，辽宁沈阳110034)

[摘要〕在自行设计的湍球塔上应用双碱法进行了冷态烟气脱硫试验。重点研究:(1)不同工况下塔内
流速分布、持液量及湍球层压降的变化;(2)液气比、吸收液pH值、湍球塔进口S02浓度与脱硫率之间的
关系。所得结果可供工业试验参考。
〔关键词」烟气脱硫;濡球塔;双碱法;冷态试验;脱硫率
[中图分类号]X511[文献标识码]A[文章编号〕1002一3364(2004)10一0030一04

烟气脱硫技术是当今世界上减少S02排放的主
要技术措施之一。本文采用的烟气脱硫装置利用湍流
技术强化塔内气液混合和传质，能达到高效脱硫的目
的，并可有效地防止塔内结垢和堵塞;应用双碱法脱硫
还可以避免脱硫剂的二次污染。

1试验装置及原理

1.1试验装置
试验系统如图1所示。湍球塔直径为0.4m，高5
m，塔内设一段填料层，填料球采用轻质高强度的d38
mm聚丙烯空心塑料球。试验时由泵将一定pH值的
吸收液(NaOH配制)抽送至喷头向下喷淋，风机将经
预混的一定浓度的S02模拟烟气从湍球塔底部送人
塔体向上运动。在气、液两种流体逆向接触作用下，填1一二氧化硫钢瓶2一风机3一二氧化硫人口4一人口浓度测孔5-
料球无规则地高速湍动，形成三相流化床。这样，使得压力测孔((6个)6一支撑栅板7-塔内气速测孔8一挡板9一除雾
气一液相间的接触面积大大增加，气液传质系数提高。旋流板10一出口浓度测孔11-喷头12一视镜(3对)13-湍流球
14一液体流量计15一管道泵16一水箱
最后模拟烟气经塔顶的除雾旋流板除沫后排出湍球
图1湍球塔脱硫装iff示意
塔。试验过程中采用TESTO一350XL烟气分析仪分
别测量不同工况下湍球塔人口、出口S02的浓度值并1.2脱硫原理
计算出脱硫率。试验所用本的脱硫方法为“钠钙双碱法”，其烟气

作者简介:楚华((1977一)，男，陕西蓝田人，硕士，现就职于西安航天化学动力厂工艺研究所，从事环境安全技术研究。

函{热力发电·2004(10){

万方数据
脱硫工艺可分为2个阶段，即塔体内的S02吸收阶段行了静止床高为20mm,30mm,40mm,50mm,
和塔外的固硫和吸收液再生阶段，其主要化学反应如60mm及其填料球分别膨胀到不同高度时的塔内流速
下[1^-31:分布试验。限于篇幅，这里仅给出静止床高为30mm
2NaOH十S02-Na2S03+HzO(1)时临界流化状态及其膨胀到40mm,50mm,60mm,
NatSO3+SO2十H2O->2NaHS03(2)70mm时的塔内流速分布状况(图3、图4)由图2可
2NaHS03+Ca(OH):一见，当塔内无填料球时，塔内流速很不稳定，在((2-7)
NatSO3+CaSO4·1/2H20十3/2H20(3)M/S之间时高时低。从图3、图4中可以看出，当有填
NatSO3十Ca(OH):十1/2H20-料球后塔内流速分布明显改善，且随进风量的增加，塔
2NaOH+CaSO3一1/2H20(4)内流速依然保持在((2-4)m/s之间，说明填料球对来
式(1),(2)反应发生在湍球塔内，这样既吸收了流有很好的缓冲及稳定作用，这将使该装置有较强的
SO:又不会在塔内形成沉淀堵塞塔体;式(3),(4)反应实际应用价值。通过对比还可以发现，静止床高由30
为脱硫剂的再生反应，既实现了脱硫剂的循环利用，又mm膨胀到50mm时，塔内流速为((2-2.5)m/s，非常
避免了脱硫剂的二次污染。稳定，说明此时塔内的填料球已经达到了比较稳定的
流化状态，有利于进行吸收反应。
2试验与分析

首先进行塔内流速分布和持液量试验，寻找合适二
之
的工况点以使填料球达到稳定的流化状态，并使持液划
量较大而湍球层压降较小。在此基础上，再进行液气嘴
比、吸收液pH值、湍球塔人口SO:浓度对脱硫率的影
响试验。

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2.1塔内流速分布试验内测点塔位置/mm
塔内同一水平高度不同垂直截面上的流速分布情图3临界流化状态流速分布
况可以反应出不同工况下塔内气流的稳定程度，这对
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静止床高及膨胀床高的选择具有指导意义。膨胀床高产1︻
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是由目测床层界面波动高度的最高值与最低值平均而1
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得[41。试验过程中，在塔体上(即图1中的7)沿塔径画-画，
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方向((0.400)mm之间均匀选取9个测点，测试时使‘
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毕托管沿塔径方向水平进人塔内，保证毕托管的弯头n
垂直向下。0501001502